基于非接觸測量傳感器的配電網(wǎng)在線監(jiān)測和故障識(shí)別研究.pdf

1、隨著社會(huì)的高速進(jìn)步發(fā)展，人民對電能質(zhì)量的依賴和要求也日益增加。統(tǒng)計(jì)表明，95％以上電力用戶所遭受的停電事故是由配電網(wǎng)故障引起的，因此，配電網(wǎng)的在線監(jiān)測和故障識(shí)別對于電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行以及推動(dòng)智能電網(wǎng)的發(fā)展具有重要意義。傳統(tǒng)的電力互感器因?yàn)樵隗w積、重量、絕緣成本、穩(wěn)態(tài)測量精度和暫態(tài)響應(yīng)速度等方面的缺陷，已經(jīng)越來越不適應(yīng)現(xiàn)在對配電網(wǎng)電壓和電流進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測的要求，更難以用于配電網(wǎng)故障的識(shí)別。本文基于非接觸的測量方式，提出了一種電壓電流一體

2、化的在線故障監(jiān)測系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上提出了根據(jù)電壓和電流變化來識(shí)別故障的方法。本文的主要工作體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
　?、偬岢隽艘噪妶鲴詈系姆绞絹韺?shí)現(xiàn)電壓的非接觸測量，研究了電場耦合式電壓傳感器的測量原理，通過傳感器等效模型的建立，確定了電場耦合電壓傳感器工作于自積分模式的差動(dòng)結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上制作了PCB型的電場耦合電壓傳感器。提出了以Rogowski線圈實(shí)現(xiàn)電流的非接觸測量，分析了Rogowski線圈的工作原理，對其暫態(tài)響應(yīng)進(jìn)行了理

3、論推導(dǎo)和MATLAB仿真分析，并結(jié)合工頻測量的需要，制作了以硅鋼片為骨架的帶磁芯 Rogowski線圈。在電場耦合式電壓傳感器和Rogowski線圈的基礎(chǔ)上，對他們再進(jìn)行組合，制作了非接觸電壓電流一體化傳感器，其開口式的結(jié)構(gòu)便于安裝在配電線路和高壓套管上使用。
　?、诟鶕?jù)配電網(wǎng)故障在線監(jiān)測的需求，設(shè)計(jì)了硬件測量電路，用于傳感器輸出測量電壓和電流的信號(hào)調(diào)理與AD采樣和轉(zhuǎn)換。采用LabVIEW編寫了上位機(jī)軟件程序，完成了對測量數(shù)據(jù)的波

4、形顯示、分析和保存?；赨DP協(xié)議借助WIFI網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了硬件電路和上位機(jī)軟件之間的雙向通訊。
　?、厶岢隽送ㄟ^故障過程中電壓和電流的變化來識(shí)別故障的方法，并通過理論分析證明了其可行性。在此基礎(chǔ)上用PSCAD/EMTDC建立了配電網(wǎng)故障仿真模型，通過仿真進(jìn)一步論證了該方法的正確性。在實(shí)際配電網(wǎng)中進(jìn)行了傳感器的掛網(wǎng)安裝，效果良好，說明所設(shè)計(jì)的非接觸電壓電流一體化測量系統(tǒng)能在配電網(wǎng)的在線監(jiān)測和故障識(shí)別中發(fā)揮獨(dú)特的作用。
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5、了配電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，用于對非接觸電壓電流一體化在線監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)校驗(yàn)。通過與作為標(biāo)準(zhǔn)的泰克高壓探頭和SDD鉗型電流互感器進(jìn)行對比，對電壓傳感器和電流傳感器的穩(wěn)態(tài)測量性能進(jìn)行了驗(yàn)證，還對靈敏度進(jìn)行了標(biāo)定，并通過線性度擬合得到了電壓傳感器和電流傳感器的比例修正系數(shù)，可用于后續(xù)上位機(jī)軟件對數(shù)據(jù)和波形的處理及校正。除此之外，還進(jìn)行了電壓傳感器和電流傳感器的開關(guān)操作暫態(tài)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了它們的暫態(tài)性能。最后，對系統(tǒng)進(jìn)行完整測試，結(jié)果顯示，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)